iii programa de elaboraciÓn de tesis
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UNIVERSIDAD NACIONAL
“PEDRO RUIZ GALLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
III PROGRAMA DE ELABORACIÓN DE TESIS
TESIS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
Presentado por:
Bach. RICARDO JAVIER RAMÍREZ DEL CASTILLO
ASESOR:
ING. TAPIA ASENJO ROBINSON
LAMBAYEQUE – PERÚ 2020
“VIABILIDAD TÉCNICO Y ECONÓMICA DE LA CONVERSION DE UN CAMION MINERO CAT 793D DE SISTEMA DIESEL A UN SISTEMA
COMBINADO DIESEL-GNL EN LA REGIÓN ICA”
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UNIVERSIDAD NACIONAL
“PEDRO RUIZ GALLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
III PROGRAMA DE ELABORACIÓN DE TESIS
TESIS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
Autor:
Bach. RICARDO JAVIER RAMÍREZ DEL CASTILLO
Aprobado por el Jurado Examinador
PRESIDENTE: ING. AGUINAGA PAZ AMADO
SECRETARIO: M.Sc. ING. VILLALOBOS CABRERA JONY
VOCAL: ING. SOSA VICTORIANO JOSÉ JAVIER
ASESOR: ING. TAPIA ASENJO ROBINSON
LAMBAYEQUE – PERÚ 2020
“VIABLILIDAD TÉCNICO Y ECONÓMICA DE LA CONVERSION DE UN CAMION MINERO
CAT 793D DE SISTEMA DIESEL A UN SISTEMA COMBINADO DIESEL-GNL EN LA
REGIÓN ICA”
3
UNIVERSIDAD NACIONAL
“PEDRO RUIZ GALLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
III PROGRAMA DE ELABORACIÓN DE TESIS
TESIS
TITULO
“VIABLILIDAD TÉCNICO Y ECONÓMICA DE LA CONVERSION DE UN CAMION
MINERO CAT 793D DE SISTEMA DIESEL A UN SISTEMA COMBINADO DIESEL-
GNL EN LA REGIÓN ICA”
CONTENIDOS
CAPITULO I: PROBLEMA DE LA INVESTIGACION.
CAPITULO II: MARCO TEORICO.
CAPITULO III: MARCO METODOLOGICO.
CAPITULO IV: PROPUESTA DE INVESTIGACIÓN.
CAPITULO V: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
CAPÍTULO VII: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
AUTOR: Bach. RICARDO JAVIER RAMÍREZ DEL CASTILLO
__________________________ ___________________________
PRESIDENTE SECRETARIO
__________________________ ___________________________
VOCAL ASESOR
Lambayeque – Perú
2020
4
DEDICATORIA
La presente tesis TESIS, va dedicada a MIS PADRES:
Rolando Gerardo Ramírez Vega,
Mariela del Castillo Soto.
Gracias a los cuales inicie esta aventura. Además, está dedicada a mi hermano
MIGUEL, a mis abuelos que desde el cielo han guiado cada uno de mis pasos:
MARIO, GRACIELA Y LUIS; a mi abuela que continua a mi lado EMMA.
Quiero dedicarla de igual manera a mi jefe Ismael quien me apoyo con el impulso
para avanzar con el desarrollo de la misma y a la persona que estuvo en los
momentos difíciles Tatiana.
A los cuales les dedico este trabajo de Tesis, para beneplácito, y orgullo de mi
familia.
5
AGRADECIMIENTO
Doy gracias a DIOS, por iluminar mi camino y permitir que haya terminado con éxito mis
estudios profesionales y concluya con lo más importante que es la tesis, GRACIAS.
Agradezco a mis padres Gerardo y Mariela, quienes depositaron en mí su confianza, me
brindaron el apoyo y la oportunidad de alcanzar mi meta a través de su amor paternal y
apoyo moral. También a mi tía Cecilia, por estar en todo momento apoyándome
incondicionalmente en mis estudios y trabajo.
Agradezco también a la dirección de la enseñanza por parte de la mi alma mater y en
especial a mi querida FIME.
A mis queridos docentes y a mi asesor Robinson por brindarme su amistad y apoyo
desinteresado para la elaboración de este trabajo de Tesis.
Y cabe mencionar a mi jefe Ismael V. y los demás grandes profesionales con los que
laboró que me apoyaron y me impulsan a crecer de manera profesional.
6
RESUMEN
Por la complejidad con la que se manejan los proyectos actualmente, donde se precisa la toma
de decisiones bajo riesgo e incertidumbre de la viabilidad económica y factibilidad de la operación,
se hace preciso el desarrollo y fortalecimiento de herramientas para el análisis de riesgos que
estas conlleva y su aproximación de una forma al más alto nivel, dentro de lo que se conoce como
control de proyectos.
Por ello, la presente investigación tiene como objetivo analizar la viabilidad técnica y económica
de la conversión de un camión minero CAT 793D, con el fin de maximizar el Valor Actual Neto
(VAN) de la operación con niveles admisibles de riesgo y la Tasa Interna de Retorno (TIR) ofrezca
porcentaje de beneficio aceptables para el proyecto y establecer el funcionamiento operativo de
la conversión del camión son de los retos a exponer en la presente tesis.
Primero se realizará la revisión de la información disponible, donde se revisarán las situaciones
de contexto nacional e internacional que servirán de base para el desarrollo del presente estudio.
Además, conoceremos el consumo y costo anual de diésel por un camión minero, información
con la cual se realiza el estudio de viabilidad económica del proyecto y se determinará si la
rentabilidad sea superior a la tasa exigida para la inversión. En los siguientes capítulos se irá
estableciendo los eventos operacionales que impactarían en la operación continua del camión
CAT 793D, realizándose un estudio a los gastos asociados al daño de equipos. Asimismo, se
establece la viabilidad del funcionamiento operativo de la conversión del camión mediante
pruebas y su rendimiento.
Finalmente, se verá si la probabilidad del proyecto de conversión de camiones mineros genere
las utilidades esperadas por los inversionistas. La decisión de invertir, o no, en el negocio
dependerá del grado de oposición al riesgo presente en cada uno de los inversionistas.
Palabras Claves: Viabilidad Económica, VAN, TIR, Camión Minero CAT 793D.
7
ABSTRACT
Because of the complexity with which the projects are currently managed, where decision-making
is required under risk and uncertainty of the economic viability and feasibility of the operation, it
is necessary to develop and strengthen tools for the analysis of risk that these entails and their
approximation in a form to the highest level, within what is known as project control.
Therefore, this research aims to analyses the technical and economic feasibility of converting a
CAT 793D mining truck, in order to maximize the Net Present Value (NPV) of the operation with
admissible levels of risk and the Internal Rate of Return (IRR) offer acceptable profit percentage
for the project and establish the operational functioning of the truck conversion are of the
challenges to expose in this thesis.
First, the available information will be reviewed, which will review the situations of national and
international context that will serve as a basis for the development of this study. In addition, we
will know the consumption and annual cost of diesel by a mining truck, information with which the
economic viability study of the project is carried out and it will be determined if the profitability is
superior to the rate required for the investment. In the following chapters, the operational events
that would impact the continuous operation of the CAT 793D truck will be established, and a study
will be made of the costs associated with the damage to equipment. In addition, the feasibility of
the operational performance of the conversion of the tuck through tests and is performance is
established.
Finally, it will be seen whether the probability of the mining truck conversion project generated the
profits expected by investors. The decision to invest, or not, in the business will be depend on the
level of risk opposition present in each of the investors.
Key Words: Economic viability, NPV, IRR, CAT 793D Mining Truck.
8
ÍNDICE GENERAL
REALIDAD PROBLEMÁTICA .........................................................................................14
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................................14
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................................15
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN ........................................16
LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................................16
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN............................................................................17
1.6.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................. 17
1.6.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 17
ANTECEDENTES DE ESTUDIO ....................................................................................18
DESARROLLO DE LA TEMÁTICA .................................................................................21
2.2.1. CAMIÓN MINERO CAT 793D Y KIT DYNAMIC GAS BLENDING ........................... 21
2.2.2. CONSIDERACIONES NECESARIAS PARA REALIZAR EL ESTUDIO DE
VIABILIDAD TÉCNICA - ECONÓMICA ..................................................................... 25
TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACION...........................................................................35
3.1.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN ...................................................................................... 35
POBLACIÓN ..................................................................................................................36
MUESTRA ......................................................................................................................36
HIPÓTESIS ....................................................................................................................37
3.4.1. HIPÓTESIS GENERAL ............................................................................................ 37
3.4.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICOS ..................................................................................... 37
VARIABLES ...................................................................................................................37
3.5.1. VARIABLES INDEPENDIENTES ............................................................................. 37
3.5.2. VARIABLE DEPENDIENTE ..................................................................................... 38
3.5.3. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES .............................................................. 38
MÉTODOS Y TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN .............................................................39
3.6.1. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN ............................................................................ 39
3.6.2. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN ............................................................................ 40
3.6.3. TÉCNICAS PARA EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN .......................... 40
9
PROPUESTA DE CONVERSION DE UN CAMION MINERO DE SISTEMA DIÉSEL A UN
SISTEMA COMBINADO DE DIESEL-GNL ............................................................................41
4.1.1. CONTEXTO DE INFORMACIÓN GENERAL ........................................................... 41
4.1.2. CONTEXTO DE INTERVENCIÓN ESPECÍFICA ...................................................... 43
LÍNEA BASE DEL PROYECTO ......................................................................................44
CONSUMO Y COSTO ANUAL DE DIESEL PARA EL CAMIÓN MINERO CAT 793D ....45
5.1.1. PRECIOS ESTIMADOS DIÉSEL ............................................................................. 45
5.1.2. CONSUMO DE COMBUSTIBLE DIÉSEL................................................................. 45
5.1.3. COSTO TOTAL DEL DIÉSEL .................................................................................. 46
REQUERIMIENTOS NECESARIOS PARA QUE EL MOTOR DE CAMION MINERO CAT
793D PUEDA FUNCIONAR EN UN SISTEMA DUAL ............................................................47
5.2.1. PARAMETROS DEL MOTOR ONLY DIESEL .......................................................... 47
5.2.2. SISTEMA DE CONVERSIÓN DUAL (KIT DGB) ....................................................... 48
NUEVOS PARAMETROS DE OPERACIÓN CON LA CONVERSIÓN DEL CAMIÓN
MINERO CAT 793D ..............................................................................................................51
5.3.1. PARAMETROS DEL SISTEMA DUAL ..................................................................... 51
5.3.2. FACTIBILIDAD TÉCNICA DEL CAMIÓN MINERO CAT 793D CON EL SISTEMA DE
CONVERSION (KIT DGB) ........................................................................................ 52
ESTUDIO DE VIABILIDAD ECONOMICA ......................................................................62
5.4.1. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ................................................................... 62
5.4.2. FACTIBILIDAD ECONÓMICA (SIN PROYECTO) .................................................... 62
5.4.3. DEPRECIACIÓN E IMPUESTOS - INTERESES...................................................... 63
5.4.4. PRECIOS ESTIMADOS COMPARATIVOS DIÉSEL / GNL ...................................... 63
5.4.5. COSTOS Y PLAZOS ESTIMADOS PARA LA ADECUACIÓN DEL CAMIÓN
MINERO ................................................................................................................... 64
5.4.6. INVERSIÓN ............................................................................................................. 65
5.4.7. DEPRECIACIÓN ...................................................................................................... 65
5.4.8. COSTOS OPERATIVOS .......................................................................................... 66
5.4.9. FLUJO DE CAJA (CASH FLOW) ............................................................................. 67
5.4.10. INGRESOS/AHORROS ......................................................................................... 71
5.4.11. EVALUACIÓN ECONÓMICA ................................................................................. 72
10
CONCLUSIONES ...........................................................................................................76
RECOMENDACIONES ...................................................................................................77
11
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: CAMION MINERO CAT 793D ...................................................................................15
Figura 2: Kit DGB ...................................................................................................................20
Figura 3: Vista del Motor CAT 3516B EUI del Camión CAT 793D ........................................22
Figura 4: Detalles del Componentes del Motor DGB ............................................................24
Figura 5: Esquema de Instalación del Sistema DGB ............................................................24
Figura 6: Diagrama del tiempo de Operación y fallas para determinado equipo que ha
sido sometido a reparación ....................................................................................................27
Figura 7: Inversiones Mineras según rubro ..........................................................................44
Figura 8: Sistema de Ignición del Kit DGB ............................................................................48
Figura 9: Componentes del Kit DGB para el motor ..............................................................49
Figura 10: Componentes del Motor DGB ..............................................................................49
Figura 11: Instalación en el motor del KIT DGB ....................................................................50
Figura 12: Disponibilidad mecánica de camiones 793D (Diesel v Sistema DBG) ...............54
Figura 13: Análisis de Factibilidad Técnica (Modo Diésel) ..................................................55
Figura 14: Análisis de Factibilidad Técnica (Kit DGB) .........................................................56
Figura 15: Análisis de Factibilidad Técnica (Modo Diésel) ..................................................57
Figura 16: Análisis de Factibilidad Técnica (Kit DGB) .........................................................58
Figura 17: Análisis de Factibilidad Técnica (Modo Diésel) ..................................................59
Figura 18: Análisis de Factibilidad Técnica (Kit DGB) .........................................................60
Figura 19: Análisis de sensibilidad (Comportamiento del VAN) ..........................................75
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Producción minera metálica (Dic 2019)...................................................................18
Tabla 2: Operacionalización de Variable Independiente ......................................................38
Tabla 3: Operacionalización de Variable Dependiente .........................................................38
Tabla 4: Producción minera metálica (marzo 2020) ..............................................................42
Tabla 5: Precios estimados Diésel .........................................................................................45
Tabla 6: Consumo diario de Diésel ........................................................................................45
Tabla 7: Consumo de Diésel ...................................................................................................45
Tabla 8: Costo del Diésel anual ..............................................................................................46
Tabla 9: Parámetros Motor Diésel ..........................................................................................47
Tabla 10: Parámetros Sistema Dual .......................................................................................51
12
Tabla 11: Información del camión minero (sin proyecto) .....................................................62
Tabla 12: Precios estimados Diésel / GNL ............................................................................63
Tabla 13: Costos del Kit Caterpillar DGB ..............................................................................64
Tabla 14: Plazos de Adecuación del Kit Caterpillar DGB .....................................................64
Tabla 15: Inversión ..................................................................................................................65
Tabla 16: Valor de depreciación .............................................................................................65
Tabla 17: Costos Operativos ..................................................................................................66
Tabla 18: Flujo de Caja (Parte 1) ............................................................................................68
Tabla 19: Flujo de Caja (Parte 2) ............................................................................................69
Tabla 20: Flujo de Caja (Parte 3) ............................................................................................69
Tabla 21: Flujo de Caja (Parte 4) ............................................................................................70
Tabla 22: Flujo de Caja (Parte 4) ............................................................................................70
Tabla 23: Flujo de Caja (Parte 4) ............................................................................................71
Tabla 24: Ingresos/Ahorros ....................................................................................................71
Tabla 25: Flujos antes de Impuestos .....................................................................................72
Tabla 26: Depreciación e Impuestos ......................................................................................72
Tabla 27: Flujos después de Impuestos ................................................................................73
Tabla 28: Evaluación de viabilidad económica .....................................................................74
Tabla 29: Sensibilización de Inversión y Beneficio ..............................................................75
13
INTRODUCCIÓN
En la región Ica, considerada una localidad minera, ubicada aproximadamente a 489 km al
sudeste de Lima (capital del Perú), vía Panamericana Sur, a una altitud promedio de 800 m.s.n.m.
y cuenta con dos grandes unidades mineras; y una de las cuales es una mina cuprífera la cual
cuenta con una flota de camiones pesados, los cuales son utilizados para el transporte del
mineral extraído, mineral que será procesado para ser finalmente exportado lo cual genera
divisas para el país, siendo la actividad minera una gran fuente de empleo, y a su vez es un área
importante en la zona sur del Perú.
Los camiones mineros CAT 793D de la flota cuentan con un motor diseñado para trabajar con
combustible diésel, el cual genera que el motor requiera de mantenimientos periódicos ya que si
no se hacen con regularidad podrían llegar a causar daños en el motor y además de generar
gases altamente contaminantes. (GFS corp, 2019)
Por lo tanto, nace la necesidad en encontrar beneficios asociados, tales como son los operativos,
económicos, energéticos y ambientales afines a la conversión de un camión minero CAT 793D
a un sistema dual-fuel que le permita trabajar con GNL como combustible primario y brindarle
diversos beneficios, tales como el mantener la misma eficiencia, aumentar su flexibilidad en la
operación al no perder la opción de Diésel, reducir sus costos de mantenimiento, reducir costos
en la operación y reducir los impactos al medio ambiente y seguridad. (GFS Corp, 2019)
Encontrando esta alternativa del uso de un sistema dual-fuel en camiones CAT 793D, se evaluará
la viabilidad técnico-económica de la conversión de un motor Diesel de un camión minero a una
operación combinada.
14
CAPITULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
REALIDAD PROBLEMÁTICA
La región Ica, considerada una localidad minera, cuanta con dos grandes unidades mineras;
y una de las cuales cuenta con una flota de camiones mineros cuyo peso de los estos bordea
alrededor de las 385 toneladas que están diseñados para trabajar con un motor Diésel CAT
3516B de 16 cilindros, y estos camiones pesados son los utilizados para el acarreo del
mineral extraído. El consumo de Diésel de uno estos camiones es un aproximado 400 000
L por año; y estos motores Diésel requieren mantenimientos periódicos de 2,4 h/d, esta
cantidad de horas dependerá mucho de lo programado por la unidad minera en su
cronograma de mantenimiento; ya que si estos no se realizan con regularidad pueden llegar
a causar daños en el motor y generar impactos en el plan de mina por la paralización del
camión minero. Por lo que el problema surge en encontrar los beneficios asociados, tales
como son los operativos, económicos, energéticos y ambientales vinculados a la conversión
de un camión minero CAT 793D (ver Figura 1) a un sistema Dual-Fuel que le permita trabajar
con GNL como combustible primario y brindarle diversos beneficios, como el mantener la
misma eficiencia, aumentar su flexibilidad en la operación al no perder la opción de Diésel,
reducir costos de mantenimiento (reducción de problema del sistema del sistema de
combustible (inyectores, bombas, etc.) en un 70%), reducir costos en la operación y reducir
los impactos al medio ambiente y seguridad.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Encontrándose en la situación problemática descrita anteriormente, nos preguntamos
¿Cómo podríamos lograr reducir los costos de combustible y al mismo tiempo mejorar el
mantenimiento de los camiones?, partiendo de esta premisa podríamos decir: ¿Es viable
técnica y económicamente implementar la alternativa del uso de un sistema dual-fuel en un
15
camión minero CAT 793D? (ver Figura 1). La materia del presente trabajo de tesis será
evaluar la viabilidad técnico-económica de la conversión de un motor Diésel de uno de los
camiones a una operación combinada.
Actualmente, se comprueba de modo breve los problemas que el Diésel causa en el motor
y en el medio ambiente, es que mediante este proyecto también podrá servir de referencia
para motivar a las distintas unidades mineras a utilizar este proyecto.
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
El presente proyecto se desarrollará en la región Ica, ubicada aproximadamente a 489 km al
sudeste de Lima (capital del Perú), vía Panamericana Sur, a una altitud promedio de 800
m.s.n.m. En una unidad minera cuprífera la cual cuenta con una flota de camiones mineros
CAT 793D (Ver Figura 1).
De esta flota de camiones mineros se tomará en como objeto de investigación a un camión
CAT 793D (ver Figura 1) para realizar el estudio de viabilidad técnico-económica de la
conversión de su motor Diesel a un sistema Dual-Fuel (Diesel-GNL).
Figura 1: CAMION MINERO CAT 793D
16
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
Con los costos que radican en el mantenimiento del motor de los camiones mineros debido
al desgaste que se produce debido a la gran actividad a los que estos son sometidos,
implican una gran carga para el motor y esto influye directamente en el rendimiento del
mismo, para la gerencia de Mina y Procesos específicamente, es necesario mantener el
óptimo rendimiento en los camiones y evitar cualquier tipo de pérdidas de horas efectivas,
más aún si se trata de cualquier impacto en el OPEX del proyecto.
En este presente proyecto de investigación se justifica en el estudio de viabilidad técnico-
económico que conlleva la conversión de un camión minero CAT 793D a un sistema dual-
fuel (Diésel-GNL), y de esta manera obtener un camión con menos impacto en el
mantenimiento y en la operación, con el fin de obtener un mismo rendimiento, conjuntamente
reduciendo el mantenimiento del motor y el consumo de Diésel, siendo de esta manera un
ahorro operativo para la unidad minera.
LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN
Las limitaciones de la presente investigación son debido a la coyuntura mundial debido al
SARS-CoV-2 que ha afectado de manera importante al país, incluyendo a las indicaciones
Fuente: Propia
17
de nuestro gobierno sobre la cuarentena en diversas regiones y lo referente a traslados
interprovinciales a las zonas consideradas focos de infección del Covid-19, en este caso la
zona de estudio que es la región Ica, la cual aún se encuentra en estado de cuarentena
hacen que sea difícil el acceso a las instalaciones, pese a la autorización aprobada para
realizar el estudio. Sin embargo, dichas limitaciones fueron superadas al tener
comunicaciones directas con los gerentes de las áreas a la que he requerido la información
y los datos necesarios para la realización del proyecto.
Por otra parte, la información recopilada es de carácter confidencial debido a las altas
medidas de seguridad de información con las que cuenta la empresa y a las cuales me he
visto en el compromiso de cumplirlas durante el desarrollo del proyecto.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.6.1. OBJETIVO GENERAL
Evaluar técnica y económicamente la conversión un camión minero CAT 793D a un
sistema Dual-Fuel (Diesel-GNL) para reducir el OPEX de la unidad minera.
1.6.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Definir el consumo y costo anual de Diésel para el camión minero CAT 793D.
b) Establecer cuáles serían los requerimientos para que el motor pueda funcionar mediante
un sistema Dual.
c) Establecer cuáles serían los nuevos parámetros de operación con la conversión del
camión (pruebas, rendimiento, etc.).
d) Realizar el estudio de viabilidad económica.
18
MARCO TEORICO
ANTECEDENTES DE ESTUDIO
Actualmente las mineras en nuestra región, tanto las minas que se hallan en su fase de
creación, las que se hallan en fase de operación y las que se encuentran en su fase de
cierre, se ven en la necesidad de asegurar la viabilidad económica de sus operaciones. Y
debido al ascendente auge minero de nuestro país, según Minem (2019) el análisis de
estadística minera (ver Tabla 1) al cierre del año 2019 en Perú, la producción nacional del
cobre, plomo, hierro, estaño y molibdeno registraron un acrecentamiento de 0,8%, 6,6%,
6,1%, 6,7% y 8,6%, respectivamente, con relación semejante al periodo del año anterior
(ESTAMIN, 2019). Es que así dentro de este contexto las empresas mineras optan cada vez
más por ir adquiriendo maquinaria con tecnología de última generación que les permita ir
disminuyendo sus costos operativos, no obstante, obteniendo el mismo o mayor rendimiento
en sus operaciones.
Tabla 1: Producción minera metálica (Dic 2019)
Fuente: Dirección de Gestión Minera, DGM / diciembre 2019
Elaboración: Dirección de Promoción Minera, DGPSM
19
La senda creciente que ha registrado las inversiones mineras en lo que va del año se ha
mantenido en noviembre de 2019, siendo que, en el undécimo mes del año, las inversiones
mineras sumaron $620 millones, sobrepasando en 41,7% a lo alcanzado en el mismo mes
del año anterior (US$ 437 millones). (ESTAMN, 2019)
En lo que respecta a la inversión en equipamiento minero conservó en subida, adicionando
US$ 91 millones en el mes de noviembre, lo que significó un incremento interanual de
107,2% (ESTAMN, 2019). Lo que demuestra la gran aceptación por parte de las empresas
en invertir en equipamientos mineros, los cuales se van actualizando conforme a los avances
tecnológicos que se dan alrededor del mundo. (Okdiario, 2019)
Durante las últimas décadas ha exigido a las empresas mineras a fuertes ritmos de
producción, esto debido a que el diseño de los equipos evolucionó y se fue perfeccionando
con el tiempo hasta tomar las formas que hoy consideramos estándar. Estas evoluciones se
han traducido en la intensificación de los rendimientos, mejor aprovechamiento energético y
una disminución de costos. (GFS corp, 2015)
Cordova (2017) debido a esta evolución, con el fin de aprovechamiento energético y
disminuir costos, en esta tesis se presentará el estudio de viabilidad conversión de un camión
minero CAT 793D a un sistema de Diésel-GNL. Este sistema fue desarrollado por Caterpillar
entre los años 2016-2017 para la industria minera con el objetivo de reemplazar un
porcentaje importante del consumo de Diésel en los camiones, mediante la mezcla diésel-
gas que podría reemplazar al Diésel entre 60% y 65% (Caterpillar, 2018). Dependiendo de
ciertas condiciones como el perfil de acarreo y del factor de carga de la mina.
El Kit Dynamic Gas Blending (DGB) (ver Figura 2) para la flota de camiones 785C ha estado
siendo probado en minas como La Herradura, México (02 camiones), una mina de fosfatos
20
en Idaho, EEUU. (01 camión) y una mina de oro en Tuprag, Turquía (02 camiones). Este Kit
se encuentra en etapa de producción desde mayo del 2018.
El Kit DGB para camiones 793D se encuentra disponible desde junio del 2019, este ha sido
probado en La Herradura, México (01 camión).
Figura 2: Kit DGB
Con este sistema DGB automáticamente maximizas la cantidad usada de GNL desplazando
al combustible Diésel, mientras mantienes el mismo rendimiento. Esto permitirá a la minera
lograr el menor costo de combustible posible sin sacrificar la producción de la máquina, lo
cual es el principal objetivo a demostrar en el presente proyecto.
Fuente: Cat Dual Fuel 793D DGB Mining Truck / agosto 2019
21
Las empresas mineras mueven al mundo y se necesita mucho combustible para hacer esto
posible. El sistema DGB puede mejorar drásticamente la rentabilidad de las operaciones
mineras al reemplazar el combustible Diésel por una alternativa más sostenible y menos
costosa. El gas natural es el combustible alternativo de más rápido crecimiento en el mundo
hoy en día, con 20 millones de vehículos a gas natural que se espera que estén en la
carretera en 2016 (GFS corp., 2016). Hasta el momento las grandes mineras solo podían
esperar que esta tecnología evolucionara y pudiera ser parte de sus operaciones.
Considerando que el GNL tiende a costar entre 25 a 50% menos que el combustible Diésel,
además de que en el Perú se encuentra uno de los principales yacimientos de Gas Natural
de América del Sur. Esto representaría una disminución considerable en el OPEX de la
empresa minera. (ICUEE, 2015)
Con el fin de garantizar el adecuado funcionamiento, la instalación del tanque cuenta con la
Conformidad Europea (CE marking), cumple con los requerimientos ASME y está diseñado
para soportar condiciones extremas. (Caterpillar, 2018)
DESARROLLO DE LA TEMÁTICA
2.2.1. CAMIÓN MINERO CAT 793D Y KIT DYNAMIC GAS BLENDING
2.2.1.1. Camión minero CAT 793D
Como se ha explicado previamente la creciente demanda de minería en nuestro país
requiere del uso de maquinaria de gran capacidad para las labores en planta,
perforación y acarreo, y aquí es donde señalamos al camión CAT 793D, del cual
realizaremos una breve descripción del motor, el cual es parte del objeto de estudio
en la presente tesis. (Caterpillar, 2018)
22
El motor Diésel de alta cilindrada con un banco de 4 turbocompresores y posenfriador
CAT 3516B EUI genera 5% más potencia, además de tener gran confiabilidad y
eficiencia para conseguir un rendimiento más grande en las aplicaciones más
adversas. (Seferino, 2019)
El motor 3516B EUI (ver Figura 3) tiene un diseño de 4 tiempos y 16 cilindros que
usa carreras de potencia largas y eficaces para poder hacer una combustión más
completa y una eficiencia óptima. Las altas cilindradas, bajas rpm nominales y las
habilidades de potencia conservadora representan más tiempo en las rutas de
transporte y menos tiempo en el taller. (Acuache, 2014)
Este motor cuenta con un sistema de inyección electrónica (EUI), el cual detecta las
condiciones de operación y regula el abastecimiento de combustible para poder hacer
una óptima eficiencia de combustible, además de optimizar los tiempos de
contestación y quema con más eficiencia el combustible. (Echavarría, 2016)
Figura 3: Vista del Motor CAT 3516B EUI del Camión CAT 793D
Fuente: Catalogo Camión CAT - 2018
Elaboración: Caterpillar
23
2.2.1.2. Kit Dynamic Gas Blending (Kit DGB)
Esta tecnología fue creada entre los años 2016-2017 por Caterpillar para la industria
minera con el objetivo de permitirle a los camiones funcionen automáticamente con
ambos combustibles Diésel-GNL (Ver Figura 4). Con este sistema el Diésel es
desplazado en un promedio del 60 – 65% mientras se mantiene el mismo rendimiento
que con Diésel, sin embargo, de ser necesario el sistema volvería a funcionar con
100% Diésel. Actualmente, el sistema DGB ayuda a ampliar la vida del motor ya que
el gas natural licuado (GNL) quema más limpio que el Diésel. (Anuario Minero, 2019)
El software de la tecnología en el motor y el tanque de combustible se comunican
con el hardware para lograr la racionalidad y determinar los niveles de sustitución de
rendimiento. Esto se realiza a través de DGB ECM Controls en el motor que están
integrados con los controladores ECM Diésel.
Este sistema cuenta con un tanque de 2442 L (645 gal para el GNL) y 946 L (250 gal
para el Diésel) (ver Figura 5), además otorga una reducción a problemas del sistema
de combustible hasta en un 70% (inyectores, bombas, etc.). El costo de
mantenimiento del Kit DGB es bajo (<5%) ya que utiliza componentes más simples.
(Caterpillar, 2018)
24
Figura 4: Detalles del Componentes del Motor DGB
Figura 5: Esquema de Instalación del Sistema DGB
Fuente: Cat Dual Fuel 793D DGB Mining Truck / agosto 2019
Elaboración: Caterpillar
Fuente: Cat Dual Fuel 793D DGB Mining Truck / agosto 2018
Elaboración: Caterpillar
25
2.2.2. CONSIDERACIONES NECESARIAS PARA REALIZAR EL ESTUDIO DE VIABILIDAD
TÉCNICA - ECONÓMICA
La viabilidad de un proyecto, según Garzón y Salazar (2015) sugiere que lo de mayor
relevancia es planear y para lograr concluir el mismo resulta indispensable realizar una
indagación completa, que conduzca al entendimiento de si este plan realmente aportará
las ventajas que se esperan de él. En otros términos, es la decisión del triunfo o fracaso
de un plan primordialmente por medio de la evaluación económica.
Hay muchas causas por las que se impulsa a realizar un análisis de viabilidad de un plan,
ya que la ejecución de este análisis es una buena práctica empresarial y su aplicación
puede observarse en el triunfo de los negocios. Además de reducir los peligros, el análisis
de viabilidad ayuda a:
Detectar las restricciones, limitaciones y supuestos.
Identificar oportunidades.
Conceptualizar los requisitos que configuran el plan.
Permite la introducción de cambios en las superficies donde son requeridos.
Sus conclusiones se deben encuadrar en la planificación y no tomarse como
prioridades el buscar soluciones rápidas.
Tomar la elección sobre proyectos, aprobándolos, rechazándolos o requiriendo una
revisión del mismo o alguno de sus puntos.
Detectar nuevas alternativas de negocio o formas de perfeccionar resultados.
Establece oportunidades de innovar, mediante el proceso de investigación.
Aumenta la perspectiva de éxito al descubrir los distintos factores que, desde el
principio, podría afectar el proyecto y arruinar resultados.
Asegurar la subvención de las instituciones de crédito y otras fuentes monetarias.
26
Gonzáles, Alba, & Ordieres (2014), ven a la viabilidad técnica de un proyecto como la
condición que hace factible el funcionamiento del sistema, proyecto o idea al que este se
refiere, satisfaciendo las características tecnológicas. Este análisis frecuenta estar
vinculado a la estabilidad y al control de lo cual se hará; esto podría ser, sus propiedades,
funciones y características físicas y a cómo lo vamos a hacer.
La viabilidad económica es una de las magnitudes de la viabilidad del plan más
relevante, ya que esta es definida por la diferencia entre el precio y beneficio del mismo,
y con esto saber si el plan es capaz de crear beneficios y tener una productividad
suficiente que compense los peligros en los cuales se va a incurrir. (Cámara, 2020)
Las consideraciones a tener en cuenta para realizar el estudio técnico y económico, son
los que veremos a continuación.
2.2.2.1. Disponibilidad Mecánica
Esta se encuentra definida como la correlación de tiempo entre horas trabajadas y
horas usadas en reparación en la cual un equipo se encuentra en condiciones de
operar y realizar la función ha sido diseñado, en condiciones determinadas, en un
instante dado o durante un intervalo de tiempo establecido.
𝑫𝒊𝒔𝒑𝒐𝒏𝒊𝒃𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝑴𝑻𝑩𝑭
𝑴𝑻𝑩𝑭 + 𝑴𝑻𝑻𝑹
Donde:
MTBF: Tiempo Medio entre fallas
MTTR: Tiempo Medio para Reparar
En los periodos de tiempo lo que no se incluye son las paradas planificadas ni paros
por producción, solo se toma en consideración los tiempos relacionados con fallas de
27
equipos. La disponibilidad se encuentra entre valores de 0 y 1; mientras que el
resultado se aproxime al 1 será positivo; en este aspecto, se puede mejorar el valor
de la disponibilidad mejorando la confiabilidad (aumentando el MTBF) o mejorando
la mantenibilidad (reduciendo el MTTR). (Figura 6).
Figura 6: Diagrama del tiempo de Operación y fallas para determinado equipo
que ha sido sometido a reparación
a. Tiempo promedio entre fallas (MTBF): Indicador que muestra el tiempo
promedio que la máquina trabaja antes de una parada por algún motivo
mecánico. Proporciona información sobre la adecuada efectividad de la gestión
del mantenimiento, además mide el grado de confiabilidad del equipo. (Zegarra,
2016). Para el cálculo de este indicador las paralizaciones pueden ser
programadas y no programadas; sin embargo, se descartan las demoras
operativas, cambio de turno, etc.
𝑴𝑻𝑩𝑭 = 𝑯𝒐𝒓𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝑶𝒑𝒆𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏
𝑵ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝑷𝒂𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔
Las buenas prácticas en labores mineras, recomiendan que este indicador oscile
entre 60 y 80 horas por parada en promedio. Los valores meta de este indicador
28
dependerán del tipo de máquina y de aplicación al que está sometida la máquina.
(Zegarra, 2016)
b. Tiempo Promedio para Reparación (MTTR): Indicador que evidencia el tiempo
promedio que tardan las reparaciones o intervenciones a la máquina por motivos
mecánicos. Este mide la calidad y eficiencia de las reparaciones, y permite
evaluar el tiempo de indisponibilidad asociado a una específica falla inesperada.
Proporciona información sobre la apropiada gestión del planeamiento y del taller,
abarcando al área logística y otras áreas de la empresa implicadas con la
atención de los recursos indispensables para la realización de los servicios.
(Zegarra, 2016).
Este indicador se calcula dividiendo las horas totales usadas en reparaciones en
definido período entre el número de paradas que la máquina tuvo por motivos
mecánicos en dicho ciclo. De igual manera no se contemplan las paradas
operativas.
𝑴𝑻𝑻𝑹 = 𝑯𝒐𝒓𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝑹𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔
𝑵ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝑷𝒂𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔
Las buenas prácticas de mantenimiento recomiendan que el valor promedio del
indicador MTTR se oscile entre 3 y 6 horas. La mantenibilidad describe el tiempo
promedio de reparación, es decir, la aplicación de la acción correctiva sobre las
fallas, pero dicho tiempo incluye factores que inciden directamente sobre éste.
Algunos de estos factores son la mano de obra idónea, planificación (y
programación) de actividades de mantenimiento, disponibilidad de materiales y
repuestos y la accesibilidad para aplicar el mantenimiento. (Zegarra, 2016)
29
2.2.2.2. CAPEX1 (capital expenditure o gasto en capital)
Hace referencia al gasto de capital que es necesario para la ejecución de un plan, en
este además se implica el gasto de cierre de mina. El CAPEX son usados por una
compañía para obtener o mejorar los activos fijos o bien incrementar el costo de los
que ya hay, como por ejemplo equipamientos, inmuebles industriales, etc.
Se trata de la caja que una organización gestiona para conservar sus activos estables
y en propicias condiciones.
2.2.2.3. OPEX2 (Operational expenditures o gastos operacionales)
Se refiere al gasto operativo que se realiza de manera continua y cotidiana para la
ejecución de un proyecto relacionándose al costo con las operaciones y servicios;
incluyendo también los “overheads” o costos administrativos.
Una vez se tiene clasificado el total del presupuesto por centro de precio se proviene
a reagruparlo sin tener en cuenta los montos del año en que se va a reportar las
reservas y en funcionalidad al proceso operativo que hace o ayuda: Minado
(Perforación y voladura, carguío y acarreo) y Procesos.
1 https://www.esan.edu.pe/apuntes-empresariales/2018/11/capex-su-importancia-para-las-proyecciones-financieras/ 2 https://whatis.techtarget.com/definition/OPEX-operational-expenditure
30
2.2.2.4. Rentabilidad3
La rentabilidad de un plan se puede medir de muchas maneras diversas: en unidades
monetarias, en porcentaje o en la época que demora la recuperación de la inversión,
entre otras. Cada una de estas se apoyan en el término del costo tiempo asociado a
los recursos que se aplican en el plan, así sea de posibilidad, si hay otras
modalidades de uso del dinero, así sea financiado, se debería recurrir a un préstamo
(Sevilla, 2015)
Se entiende como rentable aquella inversión en donde la sensibilización del resultado
pueda adelantar o postergar la toma de decisiones, la cual proporcionará los datos
significativos para determinar la rentabilidad de un proyecto. Para poder precisar la
rentabilidad de una inversión, existen indicadores de rentabilidad tales como el Valor
Actual Neto (VAN), la Tasa Interna de Retorno (TIR) o el periodo de retorno. (Pérez,
2021)
La evaluación de un proyecto contrasta, si el flujo de caja proyectado permite al
inversionista alcanzar la rentabilidad anhelada, además de recobrar la inversión. Los
métodos más comunes son:
a. Valor Actual Neto4 (VAN)
Es un criterio de inversión mejor aceptado por los evaluadores de plan, se basa en
actualizar los cobros y pagos de un plan o inversión para conocer cuánto se va a
triunfar o perder con dicha inversión, en otros términos, mide la productividad
deseada luego de recobrar toda la inversión. Para lo que, trae todos los flujos de caja
3 https://economipedia.com/definiciones/rentabilidad.html 4 https://economipedia.com/definiciones/valor-actual-neto.html
31
al instante presente descontándolos a un tipo de interés definido. (Conexiónesan,
2017)
Yupanqui (2014), menciona algunas consideraciones y conocer una serie de
conceptos para deducir el Valor Actual Neto, los cuales son:
Horizonte del proyecto: Este es expresado usualmente en años, en el que se
está estima las ganancias, así como los precios del proyecto para evaluarlos.
Tipo o Tasa de descuento: Es una tasa de “interés” que se usa para quitar o
modificar las ganancias futuras y precios futuros (percibidos en el horizonte del
proyecto).
Actualización de ingresos y costos futuros: Estima el costo actual o presente,
teniendo como referencias los valores a futuro, principalmente se hace por años.
Quispe (2018) indica que el Valor Actual Neto (VAN), es un procedimiento que admite
calcular el valor presente de un determinado número de flujos de caja producidos por
una inversión. Se le define en otras palabras como la diferencia entre ingresos y
egresos (incluido en estos esta la inversión) a valores actualizados.
El Valor Actual Neto es simplemente la suma actualizada al presente de todos los
beneficios, costos e inversiones del proyecto. A efectos prácticos, es la suma de flujos
netos a cada periodo.
Lagos (2010) Este método es el más conocido y el más aceptado. Después de
recuperar todas las inversiones, mide la rentabilidad del proyecto con un valor
monetario superior a la rentabilidad esperada. Para hacer esto, calcula el valor
presente de todos los flujos de efectivo futuros proyectados en el primer período
operativo y reste la inversión total expresada en cero.
32
Se utiliza para la valoración de distintas operaciones de inversión. Debido a que
calculando el VAN de distintas inversiones vamos a conocer con cuál de ellas vamos
a obtener mayor ganancia.
𝑉𝐴𝑁 = 𝐼0 + ∑(𝐹𝑡
(1 + 𝑘)𝑡)
𝑛
𝑡=1
… . (4)
Donde:
Ft = Flujos de dinero en cada periodo t.
I0 = Inversión realizada en el momento inicial (t = 0).
n = Número de periodos de tiempo.
k = Tipo o tasa de descuento o tipo de interés exigido a la inversión: costo de
oportunidad.
El VAN o NPV (en inglés Net Present Value) sirve para generar dos tipos de
decisiones: en primer lugar, ver si las inversiones son efectuables y, en segundo
lugar, ver qué inversión es mejor que otra en términos absolutos.
Sí, VAN > 0, indicará cuanto se gana con el proyecto, después de recobrarse la
inversión, por sobre la tasa k que se exigía de retorno al proyecto; si el resultado
fuera VAN = 0, muestra que el proyecto de inversión no generará beneficios ni
pérdidas, siendo únicamente para recobrar el capital invertido; y si el VAN < 0, este
mostrará el monto que falta para ganar la tasa que se ansiaba conseguir, en otras
palabras, el proyecto de inversión generará perdidas, por lo que debería ser
descalificado.
33
b. Tasa Interna de Retorno5 (TIR)
Es una medida que se utiliza para evaluar proyectos de inversión que están
estrechamente relacionados con el valor actual neto (VAN). Para proyectos de
inversión, se denomina valor de la tasa de descuento que hace que el VAN sea cero.
(Sevilla, 2014)
Yupanqui (2014) expone a la Tasa Interna de Retorno (TIR), como la tasa de
descuento que hace que el VAN sea igual a cero.
El mismo autor señaló que la TIR es una tasa de descuento. Cuando actualiza el
ingreso neto (la diferencia entre el ingreso estimado para cada período dentro del
alcance del proyecto menos el costo estimado), este (la suma del ingreso neto
actualizado) es igual a 0.
Nos da una medida relativa de la rentabilidad, es decir, va a venir expresada como
porcentaje.
𝑉𝐴𝑁 = −𝐼0 + ∑ (𝐹𝑡
(1 + 𝑇𝐼𝑅)𝑡) … . (5)
𝑛
𝑡=1
Donde:
VAN = 0
Ft = Flujos de dinero en cada periodo t (Flujo de Caja)
I0 = Inversión realizada en el momento inicial (t = 0).
n = Número de periodos de tiempo.
5 https://economipedia.com/definiciones/tasa-interna-de-retorno-tir.html
34
Yupanqui (2014) Indica que la TIR es una tasa de descuento, para encontrarla se
debe resolver una ecuación polinómica de grado n, donde n es el alcance del
proyecto.
35
MARCO METODOLÓGICO
TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACION
3.1.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
Acorde a la naturaleza del presente trabajo de investigación y por las características
presentes en el estudio de este proyecto es de tipo descriptivo, se describe la evaluación
técnica y económica de la conversión de un camión minero a un sistema dual Diésel-
GNL.
La metodología consiste en definir el consumo y costo al año de diésel en un camión
minero y la inversión requerida para la conversión del camión, de igual modo el presente
proyecto recopila las condiciones metodológicas de una investigación básica, en razón
que se han utilizado conocimientos de ciencias económicas y mecánicas, garantizando
la viabilidad de un análisis apropiado de los costos de las operaciones unitarias y con el
fin de conseguir los objetivos que fueron trazados se aplicó en el procedimiento el tipo
de investigación descriptiva.
Además, la metodología también consistió en evaluar los eventos operacionales que
impactan en la operación del camión, los gastos asociados al daño de equipos, así como
la viabilidad del funcionamiento operativo, procediéndose a determinar su viabilidad
técnica y económica.
a) Método
En el trabajo de investigación actual se utilizan métodos de investigación descriptivos.
Analizar la viabilidad económica de un proyecto específico, porque tiene como objetivo
utilizar las herramientas o técnicas necesarias para medir o recolectar información de
36
forma independiente sobre las variables involucradas en el proyecto, y tiene la siguiente
secuencia (Hernádez, Fernández, & Baptista, 2010)
Elección del tema de investigación.
Definición del problema.
Revisión de bibliografía.
Formular hipótesis.
Desarrollar diseño de investigación.
Recolección de datos.
Análisis de datos.
Conclusiones.
POBLACIÓN
La población para el presente trabajo de investigación está constituida por la unidad motriz
(camión minero CAT 793D).
MUESTRA
La muestra es una muestra poblacional.
37
HIPÓTESIS
3.4.1. HIPÓTESIS GENERAL
Es viable técnica y económicamente la conversión de un camión minero Diésel a un
sistema combinado, de forma que logremos disminuir el costo anual de consumo de
Diésel y reducir el mantenimiento del motor del camión minero CAT 793D.
3.4.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICOS
a) Al establecer los indicadores del Valor Actual Neto (VAN), Tasa Interna de Retorno
(TIR), y flujo de caja, se podrá determinar la viabilidad económica de la conversión de
un camión minero.
b) Al conocer el rendimiento obtenido con la conversión del camión minero, se podrá
determinar la viabilidad técnica de la conversión.
VARIABLES
3.5.1. VARIABLES INDEPENDIENTES
Viabilidad técnica y económica (VAN Y TIR)
Según Hernández, Fernández y Baptista (2010) menciona que las variables
independientes son aquellas que pueden ser manipuladas de manera intencional con el
fin de medir el efecto que estás tengan sobre la variable dependiente, por lo que respecto
a la Viabilidad técnico-económica es una variable independiente, así como también esta
es una variable cuantitativa, puesto a que ha sido medida numéricamente, ya que se
obtuvieron valores numéricos con decimales y porcentuales.
38
3.5.2. VARIABLE DEPENDIENTE
Conversión de un camión minero Diésel a Diésel-GNL
Según Hernández, Fernández y Baptista (2010), indican para la descripción de las
variables dependientes no se manipulan, sino que estas se miden para ver el efecto que
influye la variable independiente tiene sobre esta, por lo que la Conversión de un Camión
Minero Diésel a Diésel-GNL es una variable dependiente
3.5.3. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
Tabla 2: Operacionalización de Variable Independiente
*”k” es la tasa de descuento de flujos elegida para el cálculo del VAN.
Tabla 3: Operacionalización de Variable Dependiente
Variable Dependiente
Variable Indicadores Subindicadores Índices Técnicas de Recolección
de Datos
Instrumentos de
Recolección de Datos
Conversión de un
camión minero
Diésel a Diésel-GNL
Factor de Carga
f.c. % Análisis de Información
Hoja de cálculo
Variable Independiente
Variable Indicadores Subindicadores Índices Técnicas de Recolección
de Datos
Instrumentos de
Recolección de Datos
Viabilidad Técnica
Económica
VAN VAN > 0 Análisis de información
Hoja de cálculo
TIR TIR > k* % Análisis de información
Hoja de cálculo
Tabla 2 Elaboración Propia
Tabla 3 Elaboración Propia
39
MÉTODOS Y TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
3.6.1. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN
a) Método Analítico
Está investigación, es analítica, debido a que su fin ha sido describir y detallar los
elementos que intervienen en cada una de las variables, descomponiendo la
información para una mejor comprensión. Ramos Chagoya Ena. (2008). Métodos
y técnicas de investigación.
La misma creadora sugiere, el estudio que se hace en el objeto desde la interacción
existente entre los recursos que componen el objeto como un todo; y
simultáneamente, la síntesis se crea sobre la base de los resultados pasados del
estudio
Además, incluye dentro de la investigación cálculos analíticos usando formulas,
relacionadas al estudio de viabilidad económica.
b) Método hipotético-deductivo
Del mismo modo la investigación sería hipotético-deductivo, puesto que se formula
una hipótesis como consecuencia de la percepción de un conjunto de datos empíricos
o de principios y leyes más generales. Lo que llevo a alcanzar conclusiones
particulares a partir de dicha hipótesis, para luego ser contrastar la información,
mediante procedimientos científicos o experimentales. Ramos Chagoya Ena.
(2008). Métodos y técnicas de investigación.
40
3.6.2. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
a) Recolección de Datos
Para el presente estudio se han utilizado reportes de costos unitarios, información del
consumo y rendimiento del camión con Diésel e información sobre el sistema de
conversión de camiones mineros.
3.6.3. TÉCNICAS PARA EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
Los procedimiento e instrumentos se aplicaron de acuerdo a lo siguiente:
Cuadros de cálculos de costos.
Revisión de los datos.
Información de flujo de caja, reporte de costos, consumo y rendimiento.
Cálculo del VAN y TIR, se utilizó el software Excel para los análisis correspondientes.
41
PROPUESTA DE LA INVESTIGACIÓN
PROPUESTA DE CONVERSION DE UN CAMION MINERO DE SISTEMA DIÉSEL A UN
SISTEMA COMBINADO DE DIESEL-GNL
4.1.1. CONTEXTO DE INFORMACIÓN GENERAL
Para poder determinar el contexto general de entrada del proyecto, nos basaremos
inicialmente en la realidad de la minería peruana actual y su creciente desarrollo en los
últimos años.
Según el MINEM (2019) al mes de marzo de 2020, la producción nacional de zinc, hierro
y molibdeno reconoció un crecimiento de 3,9%, 22,6% y 24,5%, respectivamente, con
relación al mismo periodo del año anterior. Sin embargo, debido a la declaración de
Estado de Emergencia Nacional por las graves circunstancias que perjudican la vida de
la Nación a resultado del brote del COVID-19 en el Decreto Supremo N° 044-2020-PCM,
donde las unidades mineras están conservando únicamente actividades críticas con
personal mínimo operativo, a fin de evitar la trasmisión del virus y mantener las
instalaciones listas para el reinicio de actividades, esta situación ha causado que la
producción del cobre, oro, plata, plomo y estaño disminuyan en relación al mismo periodo.
42
Tabla 4: Producción minera metálica (marzo 2020)
Esta situación de contingencia nacional ha llevado a las unidades mineras del país a
generar pérdidas respecto a su producción estimada y además golpeando fuertemente
en sus flujos de caja.
Por otra parte, otro impacto fuerte en la industria minera del país, es la cotización
promedio de los principales metales industriales, la cual muestra una contracción
interanual generada por la incertidumbre internacional en torno al impacto económico
generado por las medidas de aislamiento obligatorio instauradas por las principales
potencias con el fin de lidiar con la pandemia del COVID-19 declarada el 11 de marzo por
la Organización Mundial de la Salud.
Específicamente, el cobre, zinc, plata y plomo, alcanzaron cotizaciones promedio
inferiores a las consignadas el mismo mes del año anterior en 20%, 33%, 3% y 15%. Por
Fuente: Dirección de Gestión Minera, DGM / marzo 2020
Elaboración: Dirección de Promoción Minera, DGPSM
43
otra parte, el oro, se mantuvo como valor refugio y resguardo su valor en medio de la
coyuntura global, alcanzó una cotización promedio superior en 22%. MINEM (2019)
De esta manera, se analizaría que las empresas mineras este año no se han encontrado
con una muy buena posición, en consecuencia, conllevaría a una gran inversión en planta
beneficio y equipamiento minero para poder aumentar la producción significativamente,
además de recurrir a buscar alternativas de mejora con la finalidad de reducir costos
operativos y mejorar eficiencia.
4.1.2. CONTEXTO DE INTERVENCIÓN ESPECÍFICA
Si bien es cierto, que las empresas mineras buscarán nuevas alternativas de inversión
para generar ganancias, estas alternativas deben ser económicamente y técnicamente
viables, con el fin de obtener el objetivo planeado por la Unidad Minera (UM).
Teniendo en cuenta que el porcentaje de participación de inversiones mineras en el rubro
de Planta Beneficio y Equipamiento Minero en el mes de abril han sido de un 36,9% y
16,4% respectivamente, las cuales han sido las más destacadas en el primer trimestre
del año, según MINEM (2019).
44
Figura 7: Inversiones Mineras según rubro
LÍNEA BASE DEL PROYECTO
La línea base de la propuesta de la conversión del camión minero, tendrá en consideración
la viabilidad técnica-económica enfocándose en los puntos clave como son los costos fijos
operativos del camión minero, finalizando con la factibilidad del proyecto para lograr
disminuir el consumo de combustible Diésel generando reducciones de costos, fiabilidad en
la operación del camión y al mismo tiempo mantener el rendimiento.
Fuente: Declaración Estadística Mensual (ESTAMIN) - MINEM/ abril 2020
Elaboración: Dirección de Promoción Minera, DGPSM
45
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
CONSUMO Y COSTO ANUAL DE DIESEL PARA EL CAMIÓN MINERO CAT 793D
5.1.1. PRECIOS ESTIMADOS DIÉSEL
Tabla 5: Precios estimados Diésel
Fuel Cost Component USD por litro USD por MMBtu
Diesel $ 1,10 $ 19,55
Nota: Precio referencial: Plum Energy (junio 2019)
5.1.2. CONSUMO DE COMBUSTIBLE DIÉSEL
Tabla 6: Consumo diario de Diésel
Consumo por día del Camión (Litros) 1 075,10
Consumo por día del Camión (Galones) 284,01
Tabla 7: Consumo de Diésel
Consumo total de combustible (anual) L 392 412
Consumo de combustible por hora L/h 172
Fuente: Plum Energy (junio 2019)
Elaboración: Propia
Fuente: Datos de Gerencia de Mantenimiento de U.M. de estudio
Elaboración: Propia
Fuente: Datos de Gerencia de Mantenimiento de U.M. de estudio
Elaboración: Propia
46
5.1.3. COSTO TOTAL DEL DIÉSEL
Tabla 8: Costo del Diésel anual
UND Cantidad
Consumo total de combustible (anual)
L 392 412
Costo por litro US$/L 1,10
Total (anual) US$ 431 653,20
Se determina que el consumo anual de Diésel del camión minero CAT 793D es de 392 412
litros por año, lo que considerando que el costo por litro de Diésel es de US$ 1,10, daría
como costo total del consumo de Diésel del camión CAT 793D sería de US$ 431 653,20 por
año.
Elaboración: Propia
47
REQUERIMIENTOS NECESARIOS PARA QUE EL MOTOR DE CAMION MINERO CAT
793D PUEDA FUNCIONAR EN UN SISTEMA DUAL
5.2.1. PARAMETROS DEL MOTOR ONLY DIESEL
Se deberá reconocer los parámetros con el que funciona el motor en el sistema
convencional de Diésel, para tener la idea de cuáles serían los cambios que variarían con
respecto a la conversión del sistema dual, en la tabla 9 podremos observar los parámetros
con los que trabaja el motor con sistema Diésel:
Tabla 9: Parámetros Motor Diésel
Parámetros Unidades 793D
Volumen Neto del Tanque de Diésel L (Gal) 4354 (1150)
Consumo de Combustible Diésel L 392,412
Velocidad media del Camión km/h (MPH) 12,72 (7,91)
Velocidad máxima del Camión km/h (MPH) 37,81 (23,5)
Horas de Mantenimiento h/d 2,4
Disponibilidad mecánica % 92,1
Elaboración: Propia
Fuente: Datos de Investigación
48
5.2.2. SISTEMA DE CONVERSIÓN DUAL (KIT DGB)
La tecnología del Kit DGB ofrece la combinación en el sistema de ignición del motor, esto
debido a que normalmente los motores diésel utilizan la ignición por compresión que causa
el calentamiento del combustible y los motores de gas natural utilizan la ignición por chispa.
Figura 8: Sistema de Ignición del Kit DGB
La tecnología DGB funciona automáticamente con ambos combustibles y desplaza al diésel
con el GNL que se almacena en el camión. Esto debido a componentes instalados y
adaptados en el motor.
Elaboración: Caterpillar
Fuente: Kit DGB Specification Sheet, Caterpillar 2018
49
Figura 9: Componentes del Kit DGB para el motor
La tecnología del software en el motor y en el tanque de combustible se comunica con el
hardware para establecer la relación y determinar los niveles de sustitución de rendimiento.
Esta comunicación se realiza a través del Módulo de Control Electrónico (o ECM, por sus
siglas en ingles Electronic Control Module) en el motor que está integrado con los
controladores ECM diésel.
Figura 10: Componentes del Motor DGB
Fuente: Kit DGB Specification Sheet, Caterpillar 2018
Sistema de
admisión de GNL
Sistema interno de
toma de aire
Culata para el sistema
de presión del cilindro
Conjunto de suministro de
gas con válvulas de cierre,
regulador de presión y
sensores
Volante y carcasa para
sistema de regulación de
velocidad basado en
cigüeñal.
Controles DGB ECM y
arneses integrados en los
controladores ECM diésel
existentes
Conjunto de montaje de filtro de
combustible para acomodar el
sistema de gas
Conjunto de eliminación de
humos para acomodar el
sistema de gas
Circuito de refrigeración
JW para vaporización de
GNL a gas natural
Fuente: Kit DGB Specification Sheet, Caterpillar 2018
50
El software en el motor se comunica directamente con el tanque de combustible DGB,
integrándose con ambas fuentes de combustible Diésel y GNL, tiene un
economizador/regulador que optimiza las fuentes de combustible mientras la maquina se
encuentre operativa. La instalación del tanque es simple y esta cuenta con la certificación
europea (CE), cumpliendo también con todos los requisitos ASME
Figura 11: Instalación en el motor del KIT DGB
Fuente: Kit DGB Specification Sheet, Caterpillar 2018
51
NUEVOS PARAMETROS DE OPERACIÓN CON LA CONVERSIÓN DEL CAMIÓN
MINERO CAT 793D
5.3.1. PARAMETROS DEL SISTEMA DUAL
Reemplazar el tanque de diésel por dos tanques: uno de diésel de 946 litros y un segundo
de 2442 litros para el GNL, tendrá un tiempo estimado de 10 días en el taller.
Reemplazo de componentes en el motor como: culatas y líneas de combustible, el tiempo
estimado será de 60 días.
Instalación de componentes del sistema DGB en el camión, como: módulos, líneas, filtros,
etc., contará con un tiempo estimado de 15 días. El desarrollo de estos cambios
conllevará a un total estimado de 85 días para la implementación del Kit DGB.
Los nuevos parámetros de funcionamiento con los que operaría luego de la conversión al
sistema dual (Diésel-GNL) el camión minero CAT 793D, que se está tomando como
muestra de estudio, se encuentran indicados en la tabla 10:
Tabla 10: Parámetros Sistema Dual
Parámetros Unidades 793D
Volumen Neto del Tanque de GNL L (Gal) 2442 (645)
Volumen Neto del Tanque de Diésel L (Gal) 946 (250)
Consumo de combustible Diésel L 176,585
Consumo de combustible GNL L 215,827
Velocidad media del Camión km/h (MPH) 12,93
Velocidad máxima del Camión km/h (MPH) 38,62
Horas de Mantenimiento h/d 2,0
Disponibilidad mecánica % 92,5
Presión mínima del Tanque de GNL kPa (PSI) 600 (85)
52
Máximo tiempo de llenado del Tanque de GNL min 15
Flujo recomendado de dispensación del GNL LPM (GPM) 379 (100)
Mínimo número de Metano del Gas Natural MN 80
Máximo contenido inerte % 5
Temperatura mínima del GNL °C(°F) -135 (-211)
Temperatura máxima del GNL °C(°F) -125 (-193)
Se puede observar luego de ser acoplado el sistema de conversión al motor, habiendo
hecho el cambio del tanque de combustible, la instalación de los componentes de sistema
DGB al camión (ECM, líneas y filtros) y reemplazo de componentes en el motor, tales
como: la culata y líneas de combustible. Sin embargo, pese a estas modificaciones no
sufre variaciones sustanciales en lo que respecta a operatividad y a su rendimiento.
5.3.2. FACTIBILIDAD TÉCNICA DEL CAMIÓN MINERO CAT 793D CON EL SISTEMA DE
CONVERSION (KIT DGB)
Debido a que esta tecnología aún no se encuentra disponible dentro del país, los estudios
de factibilidad técnica han sido probados dentro del centro de entrenamiento Caterpillar
“Tinajas” ubicado en Tucson y dentro de las instalaciones de la Herradura en México en
camiones pesados CAT 793D.
El tanque diésel/gas es de 100% acero (no sufre corrosión), su tiempo de vida estimado
es de 3 PCR (3 vidas de motor) y se debe realizar el mantenimiento cada 1000 horas.
Elaboración: Propia
Fuente: Datos de Investigación
53
DISPONIBILIDAD MECÁNICA
Es recomendable que este indicador se encuentre alrededor de 86 a 98% para equipos
pesados de minera. Caterpillar certifica sus equipos a responder dentro de los parámetros
recomendados para su operación en condiciones óptimas, al igual que los parámetros
con los que operará con el Kit DGB (potencia nominal, reserva de par, calibre, carrera,
cilindrada), estos parámetros del motor no se verán afectados.
Las pruebas se han realizado dentro de las instalaciones de la Mina La Herradura en
Sonora, México; el mantenimiento para el camión minero CAT 793D con el KIT DGB se
realiza cada 500 horas con 25000 horas de operación.
Para el camión con el Kit DGB (CA-0060) se han realizado en el semestre 17 paradas de
mantenimiento con un total de 2032 horas de mantenimiento en el periodo semestral
de pruebas. Por consiguiente, para determinar la disponibilidad mecánica (CA-0060) en
el periodo determinado para las pruebas es la siguiente:
𝑴𝑻𝑩𝑭 = 𝑯𝒐𝒓𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝑶𝒑𝒆𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏
𝑵ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝑷𝒂𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔=
𝟐𝟓 𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟕= 𝟏𝟒𝟕𝟎, 𝟓𝟗
𝑴𝑻𝑻𝑹 = 𝑯𝒐𝒓𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝑹𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔
𝑵ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝑷𝒂𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔=
𝟐𝟎𝟑𝟐
𝟏𝟕= 𝟏𝟏𝟗, 𝟓𝟑
𝑫𝒊𝒔𝒑𝒐𝒏𝒊𝒃𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝑴𝑻𝑩𝑭
𝑴𝑻𝑩𝑭 + 𝑴𝑻𝑻𝑹𝒙𝟏𝟎𝟎% =
𝟏𝟒𝟕𝟎, 𝟓𝟗
𝟏𝟒𝟕𝟎, 𝟓𝟗 + 𝟏𝟏𝟗, 𝟓𝟑𝒙𝟏𝟎𝟎% = 𝟗𝟐, 𝟓%
54
Figura 12: Disponibilidad mecánica de camiones 793D (Diesel v Sistema DBG)
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
55
VELOCIDAD DE LA MAQUINA (MPH)
Figura 13: Análisis de Factibilidad Técnica (Modo Diésel)
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
56
Figura 14: Análisis de Factibilidad Técnica (Kit DGB)
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
57
GEAR
Figura 15: Análisis de Factibilidad Técnica (Modo Diésel)
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
58
Figura 16: Análisis de Factibilidad Técnica (Kit DGB)
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
59
SUBSTITUCIÓN DEL GAS
Figura 17: Análisis de Factibilidad Técnica (Modo Diésel)
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
60
Figura 18: Análisis de Factibilidad Técnica (Kit DGB)
Con esto se pudo demostrar, que la operatividad del camión minero CAT 793D no son
modificadas, debido a que no existen cambios sustanciales en lo que respecta al
rendimiento del camión entre el uso convencional de solo Diésel y el sistema conversión
con el kit DGB. Ambos pueden rendir del mismo modo, sin embargo, usando el GNL
Elaboración: Caterpillar – Performance Test (La Herradura-México) – agosto 2019
Fuente: Datos de Investigación
61
reducirá el impacto que comúnmente tiene el combustible Diésel sobre el motor,
reduciendo las horas de mantenimiento de 2,4 horas/día a tan solo 2,0 horas/día, de esta
manera, se puede decir que el proyecto es técnicamente viable. (Rodríguez, 2019)
62
ESTUDIO DE VIABILIDAD ECONOMICA
5.4.1. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS
Como consideración básica, para este sustento económico deberá entenderse como los
parámetros necesarios para determinar la viabilidad de la conversión de un camión
pesado CAT 793D es factible bajo la implementación de un KIT Caterpillar DGB (Dynamic
Gas Blending).
De igual manera, se deberá entender que este sustento económico describirá solamente
los aspectos más importantes de la viabilidad de la conversión, sin entrar en detalles de
los elementos menores.
En adición, cabe mencionar que este sustento está basado sobre los valores de un
camión pesado CAT 793D (costos de combustible, precio unitario, consumo total de
combustible, factor de carga del motor, horas totales requeridas de trabajo).
5.4.2. FACTIBILIDAD ECONÓMICA (SIN PROYECTO)
Información General
Tabla 11: Información del camión minero (sin proyecto)
UND Cantidad
Camión Extracción Cat 793D # 1
Horas de Acarreo h 247
Factor de carga del motor (promedio mensual)
% 27
Consumo total de combustible (anual) L 392 412
Consumo de combustible por hora (anual) L/h 172
Precio unitario Diesel US$ 1,10
Costo total de Combustible US$ 431 653,20
Horas de mantenimiento (anual) h 876
63
Costo de mantenimiento US$/h 6,00
Costo de mantenimiento del camión (anual)
US$ 5 256
5.4.3. DEPRECIACIÓN E IMPUESTOS - INTERESES
Cantidad de años para depreciación: 5 años
Impuesto efectivo: 40,00%
Tasa de Interés – TCEA: 8,00%
Nota: La información ha sido brindada por el área de planeamiento de la U.M de estudio.
5.4.4. PRECIOS ESTIMADOS COMPARATIVOS DIÉSEL / GNL
Tabla 12: Precios estimados Diésel / GNL
Fuel Cost Component USD per
DLE* USD per MMBtu
All in LNG (LNG supply, transportation and on-site storage and dispensing)
$ 0,40 $ 10,88
Diesel $ 1,10 $ 19,55
Nota: Precio referencial: Plum Energy (junio 2019)
*DLE: diésel litre equivalent (equivalente a litros diésel)
Fuente: Datos de Gerencia de Mantenimiento de U.M. de estudio
Elaboración: Propia
64
5.4.5. COSTOS Y PLAZOS ESTIMADOS PARA LA ADECUACIÓN DEL CAMIÓN MINERO
a) Costos
Tabla 13: Costos del Kit Caterpillar DGB
Descripción Equipos Cantidad Valor Venta unitario
USD Total USD
Kit de modificación Diesel - Diesel/GNL
1 $ 650 000,00 $ 650 000,00
Nota: Precio referencial: Caterpillar (diciembre 2019)
b) Plazos
Tabla 14: Plazos de Adecuación del Kit Caterpillar DGB
Descripción Equipos Plazo Comentario
Conversión del motor 60 a 70 días Para el motor
Adecuación de la carrocería 15 días Por el camión (en sitio)
Nota: Información referencial: Caterpillar (diciembre 2019)
Fuente: Plum Energy (junio 2019)
Elaboración: Propia
Fuente: Caterpillar (diciembre 2019)
Elaboración: Propia
Fuente: Caterpillar (diciembre 2019)
Elaboración: Propia
$0.40
$0.90
$- $0.10 $0.20 $0.30 $0.40 $0.50 $0.60 $0.70 $0.80 $0.90 $1.00
All in LNG (LNG supply, transportation and on-site storgeand dispensing)
Diesel
Precio GNL vs Diesel (USD per DLE)
65
5.4.6. INVERSIÓN
Tabla 15: Inversión
INVERSIÓN
Nombre Costo US$ Cantidad Unidad
Importe US$
Sistema DGB (2019 shipments, 3% after)
$ 669 500,00 1 $ 669 500,00
Herramientas varias $ 50 000,00 1 $ 50 000,00
Capacitación $ 20 000,00 1 $ 20 000,00
Total US$ $ 739 500,00
5.4.7. DEPRECIACIÓN
Tabla 16: Valor de depreciación
VALOR DE DEPRECIACIÓN
Equipamiento Costo US$ Cantidad Unitaria
Importe US$ Valor a
Depreciar Depreciación lineal (Años)
Sistema DGB $ 669 500,00 1 $ 669 500,00 $ 133 900 5
Fuente: Datos de Gerencia de Planeamiento de U. M. de estudio
Elaboración: Propia
Fuente: Datos de Gerencia de Planeamiento de U. M. de estudio
Elaboración: Propia
66
5.4.8. COSTOS OPERATIVOS
Tabla 17: Costos Operativos
Periodo Año 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Horas Acarreo h 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964
Número de camiones
# 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Horas de Mantenimiento
h 876 876 876 876 876 876 876 876 876 876
Costo por Mantenimiento
US$ 5 256 5 256 5 256 5 256 5 256 5 912 5 912 5 912 5 912 5 912
Consumo de combustible
(Diésel) L 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412
Consumo de
combustible por hora
L/h 172 170 177 181 179 163 178 162 206 211
Consumo de combustible por tonelada
L/t 0,251 0,252 0,277 0,310 0,299 0,295 0,308 0,256 0,308 0,372
Horas programadas de Mantenimiento 2,4
Consumo por día del camión (Litros) 1 075,10
Consumo por día del camión (Galones) 284,01
**Costo de mantenimiento US$/h $ 6,00
Fuente: Datos de Gerencia de Mina de U.M de estudio
Elaboración: Propia
67
5.4.9. FLUJO DE CAJA (CASH FLOW)
El flujo de caja se ha usado para decidir el costo presente de las ganancias y egresos de
dinero. Esto se necesita ya que los flujos de fondos en diferentes periodos no tienen la
posibilidad de ser comprados de manera directa puesto a que no es lo mismo disponer
de una proporción de dinero ahora, que en el futuro.
Según Paul Lira Briceño, una vez que se evalúa un plan, la proyección de flujo de caja,
es de esencial trascendencia para la toma de elecciones, puesto que sabremos cuanto
va a ser el dinero que quedará. Por consiguiente, el conocimiento cómo construirlo puede
representar la diferencia entre el triunfo y la derrota del proyecto.
Los flujos de caja realizados para el siguiente estudio son estimaciones y, por
consiguiente, tienen dentro cierta incertidumbre sobre el cumplimiento de dichos cobros.
Del mismo modo, por bastante buenas que sean las estimaciones presentadas, las
condiciones del plan que se analizará puede modificar extremadamente en cualquier
escenario.
68
Tabla 18: Flujo de Caja (Parte 1)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Periodo 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Horas de Camiones
h/año 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964 2 964
Diesel Burn Rate
L/h 172 170 177 181 179 163 178 162 206 211
100% Uso Diesel
L 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412 392 412
Program. De Inst. KIT DGB
#unidades 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Gas Use (55%)
L (DLE) 215 827 215 827 215 827 215 827 215 827 215 827 215 827 215 827 215 827 215 827
gal 95 289 95 289 95 289 95 289 95 289 95 289 95 289 95 289 95 289 95 289
gpd 261 261 261 261 261 261 261 261 261 261
Substituted Diesel Use
L 176 585 176 585 176 585 176 585 176 585 176 585 176 585 176 585 176 585 176 585
*DLE: Diésel Litre Equivalent (Equivalente a litros diésel)
*gpd: Galones por día
El porcentaje de uso de gas será del 55%.
Fuente: Datos de Gerencia de Planeamiento de U.M de estudio
Elaboración: Propia
69
Tabla 19: Flujo de Caja (Parte 2)
Delivered Diesel Price
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Mine Plan Budget $4,40/gal
$ por Gal
4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16
$ por Litro
1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
*Factor de conversión de galones a litros es de 3,785.
Delivered LNG Price & Storage
Tabla 20: Flujo de Caja (Parte 3)
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
LNG,
transportation,
storage
$ por Litro 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
$ por Gal 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51
$ por
MMBtu 10,88 10,88 10,88 10,88 10,88 10,88 10,88 10,88 10,88 10,88
*Factor de conversión de galones a litros es de 3,785.
Costos solo Diésel
Fuente: Datos de Gerencia de Mantenimiento de U.M de estudio
Elaboración: Propia
Fuente: Precios referenciales de Plum Energy (junio 2019)
Elaboración: Propia
70
Tabla 21: Flujo de Caja (Parte 4)
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Fuel
Cost $ $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20 $431653,20
*Resultados se obtienen del producto entre el costo $ por Litro (Delivered Diesel Price) y 100% Uso de Diesel.
Costos Combustibles - Cat DGB
Tabla 22: Flujo de Caja (Parte 4)
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Gas $ $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64 $86 330,64
Diesel $ $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94 $194243,94
Total $ $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58 $280574,58
*Resultados obtenidos del producto entre $ por Litro (Delivered LNG Price) y Gas Use.
Elaboración: Propia
Elaboración: Propia
71
Mantenimiento KIT DGB
Tabla 23: Flujo de Caja (Parte 4)
5.4.10. INGRESOS/AHORROS
Tabla 24: Ingresos/Ahorros
* Resultados obtenidos de la diferencia entre Costos solo Diesel y Total de Costos Combustibles – Cat DGB.
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Mtto. Costos $ $5256 $5256 $5256 $5256 $5256 $5912 $5912 $5912 $5912 $5912
Costos. Op $ $1965
Implementación
(Adecuación y
conversión)
$ $510
Herramientas $ $50 000
Capacitación $ $20 000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Ahorro en Combustible
$ $151 079 $151 079 $151 079 $151 079 $151 079 $151 079 $151 079 $151 079 $151 079 $151 079
Elaboración: Propia
Elaboración: Propia
72
5.4.11. EVALUACIÓN ECONÓMICA
Flujos antes de Impuestos
Tabla 25: Flujos antes de Impuestos
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Flujo de Caja de Operación
73 348 145 823 145 823 145 823 145 823 145 167 145 167 145 167 145 167 145 167
Flujo de Caja Neto No Actualizado
-669 500 73 348 145 823 145 823 145 823 145 823 145 167 145 167 145 167 145 167 145 167
Flujo de Caja Neto Actualizado
-669 500 67 914 125 019 115 759 107 184 99 244 91 480 84 703 78 429 72 619 67 240
Flujo de Caja Neto Actualizado Acumulado
-669 500 -601 586 -476 566 -360 807 -253 623 -154 379 -62 899 21 804 100 233 172 852 240 093
Depreciación e Impuestos
Tabla 26: Depreciación e Impuestos
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Depreciación Lineal (5 años)
-133 900 -133 900 -133 900 -133 900 -133 900 -133 900 -133 900 -133 900 -133 900 -133 900
Flujo de Caja Operacional
73 348 145 823 145 823 145 823 145 823 145 167 145 167 145 167 145 167 145 167
Flujo de Caja (Sin Depreciación)
-60 552 11 923 11 923 11 923 11 923 11 267 11 267 11 267 11 267 11 267
Impuesto Efectivo @ 40%
-24 221 4 769 4 769 4 769 4 769 4 507 4 507 4 507 4 507 4 507
Fuente: Datos de Investigación
Fuente: Datos de Investigación
73
Flujos después de Impuesto
Tabla 27: Flujos después de Impuestos
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Inversión -669 500
Costo Beneficio 73 348 145 823 145 823 145 823 145 823 145 167 145 167 145 167 145 167 145 167
Impuesto Efectivo 24 221 -4 769 -4 769 -4 769 -4 769 -4 507 -4 507 -4 507 -4 507 -4 507
Flujo de Caja Neto No Actualizado
-669 500 97 569 141 054 141 054 141 054 141 054 140 660 140 660 140 660 140 660 140 660
Flujo de Caja Neto Actualizado
-669 500 90 341 120 931 111 973 103 679 95 999 88 640 82 074 75 994 70 365 65 153
Flujo de Caja Neto Actualizado Acumulado
-669 500 -579 159 -458 228 -346 255 -242 577 -146 578 -57 938 24 136 100 130 170 495 235 648
Fuente: Datos de Investigación
74
Evaluación de viabilidad económica
Tabla 28: Evaluación de viabilidad económica
PARÁMETROS PROYECTO COMENTARIOS
VIDA DEL PROYECTO 10 años
VAN US$ 235 647,5
VAN mayor que cero, es aceptada la inversión. VAN
negativo, se rechaza la inversión.
TIR 15,00%
Tasa de retorno a la que se recupera la
inversión. Es aceptable si es mayor a: 8%
IVAN US$ 0,35 El proyecto obtiene
US$0,36 adicionales por cada dólar
PAYBACK 6,7 años
Como hemos visto, la evaluación de viabilidad económica del proyecto nos muestra que
nuestro proyecto es económicamente viable.
Análisis de Sensibilidad
Este modelo determina el cambio máximo que puede resistir el valor de una variable
relevante para mantener el proyecto atractivo para el inversionista.
En nuestro caso estudiaremos la sensibilidad del caso base. Generando casos a +/-10 a
nuestra inversión y a nuestro beneficio; además, representaremos el comportamiento del
VAN modificando nuestras tasas de retorno (que en nuestro caso base es de 8%).
Fuente: Datos de Investigación
75
Figura 19: Análisis de sensibilidad (Comportamiento del VAN)
Tabla 29: Sensibilización de Inversión y Beneficio
SENSIBILIZACIÓN DE INVERSIÓN
SENSIBLIZACIÓN AL BENEFICIO
-10% +10% -10% +10%
VAN US$ 266 658,3 US$ 257 068,4 US$ 174 822,5 US$ 302 096,9
TIR 16,64% 14,91% 13,27% 16,81%
IVAN US$0,44 US$0,35 US$0,26 US$0,45
PAYBACK 6,2 años 6,7 años 6,2 años 6,7 años
Notamos que con el comportamiento del VAN que al aumentar la Tasa de Retorno por
encima del 15% los resultados mostrarían un gran grado de incertidumbre
suficientemente importante para que el proyecto sea reestructurado.
Por otra parte, en la sensibilización de la inversión y del beneficio en un +/-10%, podemos
observar que los resultados siguen siendo atractivos para un caso base de negocio. El
cuál sería una inversión que generaría ingresos a la empresa.
Elaboración: Propia
Fuente: Datos de Investigación
Fuente: Datos de Investigación
76
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
En este capítulo se observará las principales conclusiones determinadas en la
conversión del camión minero CAT 793D, las cuales se detallan a continuación:
Se definió cuanto era el consumo anual y costo de combustible diésel de un camión
minero CAT 793D, obteniéndose que anualmente consume 392 412 litros de diésel
y considerándose un costo de US$ 1,10 por litro, se dedujo que el costo anual de
combustible sería de US$ 431 653,20.
Se demostró que con el sistema de conversión (Kit DGB) no afectaría la operación
continua del camión minero, debido a que este podría trabajar con una disponibilidad
mecánica de 92,5%, siendo esta mayor a la que se trabajaría con el motor solo Diésel
siendo de 92,1%
En cuanto a la viabilidad técnica, se concluye que la conversión del camión minero,
no sufre variaciones sustanciales en lo que respecta a su rendimiento y operatividad,
ya que se demostró que la disponibilidad mecánica con la conversión seria de 92,5
%, con velocidades media y máxima de 12,93 y 38,62 km/h respectivamente y con
el sistema convencional la disponibilidad mecánica se encontraría en un 92,1%,
con velocidades media y máxima de 12,73 y 37,81 km/h respectivamente; sin
embargo, si influye mucho en el tiempo de mantenimiento del camión, debido a que
con el sistema de conversión solo se requerirían 2,0 h/d.
Se evaluó la viabilidad económica y técnica de la conversión de un camión minero a
un sistema dual fuel, se logró determinar que el Valor Actual Neto (VAN) que se
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obtuvo fue US$ 235 647,5, y se encuentra dentro del rango de valores necesarios
para hacer que este proyecto sea atractivo para los inversores.
Con respecto a la tasa interna de retorno (TIR), se obtuvo un porcentaje de 15,00%;
porcentaje considerable para demostrar la viabilidad del presente proyecto y la
recuperación de la inversión será en 6,7 años.
RECOMENDACIONES
Se recomienda la visión macro de la conversión incluyendo no solo de un camión de
la flota, sino realizarlo en toda la flota de camiones mineros con los que dispondrá
por el tiempo de la vida útil de la Unidad Minera en estudio.
Definir el sistema de abastecimiento del gas, revisando las siguientes opciones:
Construir una estación de combustible propia para la unidad minera, que podría
ser financiada por la empresa y/o por el proveedor de combustible.
Realizar el proyecto de abastecimiento de gas de forma conjunta con otros
interesados, de manera que el proveedor podría construir una planta cercana y
abastecer a los potenciales clientes.
Afinar los costos de CAPEX y de Operación.
Se recomienda dar permanente capacitación a los técnicos de ensamblaje en
procesos de mejora continua para poder alcanzar los resultados esperados, de ser
requerido realizar visitas a las minas donde ya se encuentre implementado el sistema
para realizar una mejor evaluación.
Debido a la cantidad de camiones existentes en la flota de camiones mineros durante
el tiempo de vida del proyecto, se recomienda comprar el KIT DGB paulatinamente,
de acuerdo a requerimientos de producción.
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